JP2011230500A - Inkjet head and inkjet apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェットヘッドおよびそれを備えるインクジェット装置に関する。 The present invention relates to an inkjet head and an inkjet apparatus including the inkjet head.
ドロップオンデマンド型のインクジェットヘッドは、入力信号に応じて必要なときに必要な量のインクを塗布することができるインクジェットヘッドとして知られている。特に圧電(ピエゾ)方式のドロップオンデマンド型インクジェットヘッドは、幅広い種類のインクを、細かく制御しながら塗布できることから、現在積極的に開発が行われている。ピエゾ方式のドロップオンデマンド型インクジェットヘッドは、一般的に、インク供給流路と、インク供給流路に接続し、ノズルを有する複数のインク室と、インク室内に充填されたインクに圧力を加えるピエゾ素子とを有する。 A drop-on-demand ink jet head is known as an ink jet head that can apply a necessary amount of ink when necessary according to an input signal. In particular, piezoelectric drop-on-demand ink jet heads are being actively developed because they can apply a wide variety of inks with fine control. A piezo-type drop-on-demand ink jet head generally includes an ink supply channel, a plurality of ink chambers connected to the ink supply channel, and a nozzle that applies pressure to the ink filled in the ink chamber. Device.
ピエゾ方式のインクジェットヘッドでは、ピエゾ素子に駆動電圧を印加することによって生じるピエゾ素子の機械的歪みにより、インク室内のインクに圧力を加えて、ノズルからインク滴を吐出する。ピエゾ方式のインクジェットヘッドは、圧電素子の歪み方によって、シェアモード型、プッシュモード型、ベンドモード型の3つのタイプに大別されうる。特に、積層構造のピエゾ素子を用いるベンドモード型のインクジェットヘッドは、低い電圧で強い力を生み出せることから、高粘度のインクを用いる有機ELディスプレイや液晶パネルなどの電子デバイスの製造用に開発が期待されている(例えば、特許文献1参照)。 In a piezo-type inkjet head, pressure is applied to ink in an ink chamber due to mechanical distortion of the piezo element caused by applying a drive voltage to the piezo element, and ink droplets are ejected from nozzles. Piezo-type inkjet heads can be broadly classified into three types: a shear mode type, a push mode type, and a bend mode type, depending on how the piezoelectric elements are distorted. In particular, the bend mode type inkjet head using a piezo element having a laminated structure can generate a strong force at a low voltage, and therefore is expected to be developed for the manufacture of electronic devices such as organic EL displays and liquid crystal panels that use high-viscosity inks. (For example, refer to Patent Document 1).
また、インク室内のインクにエアーが混入したり、ノズルが目詰まりしたりして、適切なインク吐出ができないことがある。そこで、インクジェットヘッドのインクを循環させる(インク室にインクを供給し、インク室からインクを排出する)ことで、エアー混入やノズルつまりを低減させる技術が提案されている(例えば、特許文献2〜6参照)。
In addition, air may be mixed into the ink in the ink chamber or the nozzles may be clogged, making it impossible to discharge ink appropriately. In view of this, there has been proposed a technique for reducing air mixing and nozzle clogging by circulating ink in an inkjet head (supplying ink to an ink chamber and discharging ink from the ink chamber) (for example,
さらに、ピエゾ素子がインク室内に配置されたインク循環型のインクジェットヘッドも提案されている(例えば、特許文献7,8参照)。 Further, an ink circulation type ink jet head in which a piezo element is disposed in an ink chamber has been proposed (see, for example, Patent Documents 7 and 8).
図1は特許文献7,8に記載されたインク循環型のインクジェットヘッドの断面図である。図1に示されるように、特許文献7,8に記載されたインクジェットヘッド1は、インク室10と、インク室10に供給するためのインクが流れるインク供給流路11と、インク室10から排出されたインクが流れるインク排出流路12とを有する。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an ink circulation type ink jet head described in Patent Documents 7 and 8. FIG. As shown in FIG. 1, the inkjet head 1 described in Patent Documents 7 and 8 is discharged from an
インク室10は、インク室10の底面を構成し、ノズル21が形成されたノズルプレート20と、インク室10の天面を構成し、ピエゾ素子31が固定されたピエゾプレート30と、インク室10の側面を構成する隔壁40とから構成される。
The
ピエゾプレート30には、インク供給流路11からインク室10にインクを供給するためのインク入口孔33と、インク室10からインク排出流路12にインクを排出するためのインク出口孔35とが形成されている。
The
インクは、インク供給流路11からインク室10内を通って、インク排出流路12まで流れる。このため、インク室10内には常に新しいインクが供給される。インク室10内に常に新しいインクを供給することで、インク室10内のインクのよどみやエアーの混入などによるインクの吐出不良を防止することができる。
Ink flows from the
このような構造を有するインクジェットヘッド1のピエゾ素子に駆動電圧を加えると、ピエゾ素子31の体積が膨張し、インク室10内のインクに吐出方向の力が加わる。吐出方向の力が加えられたインクは、ノズル21から吐出される。
When a drive voltage is applied to the piezo element of the inkjet head 1 having such a structure, the volume of the
このような循環型インクジェットヘッドでは、インク室内のインクのよどみやエアーの混入などを解消できるが、ピエゾ素子の駆動によって生じた力の逃げ道が2箇所(インク入口孔33およびインク出口孔35)あるので、インクの吐出力が上がらないと言われていた。
In such a circulation type ink jet head, stagnation of ink in the ink chamber and air mixing can be eliminated, but there are two escape paths for the force generated by driving the piezo element (
しかしながら、インク室内をインクが流れる循環式のインクジェットヘッドであっても、インクが滞留し、よどむことがあった。 However, even in a circulation type ink jet head in which ink flows in the ink chamber, the ink stays and may stagnate.
図2は、他の循環式のインクジェットヘッド2の断面図である。図2に示されるインクジェットヘッド2は、インク室10と、インク供給流路11と、インク排出流路12とを有する。インク室10は、ノズル21が形成されたノズルプレート20と、積層ピエゾ素子31が固定されたピエゾプレート30と、インク室10の側面を構成する隔壁40とから構成される。隔壁40には、インク供給流路11からインク室10にインクを供給するためのインク入口孔33と、インク室10からインク排出流路12にインクを排出するためのインク出口孔35と、が形成されている。また、インクジェットヘッド2では、積層ピエゾ素子31は、隔壁40と離間している。このため、積層ピエゾ素子31と隔壁40との間には隙間が形成される。
FIG. 2 is a cross-sectional view of another circulation type
図2に示されるようにインク室10内にインクを流しても、積層ピエゾ素子31と隔壁40との間の隙間に入りこんだインクは流動しにくい。このため、積層ピエゾ素子31と隔壁40との間には隙間に入りこんだインクが滞留し、よどむおそれがある。インク室内のインクがよどむと、インクの吐出が不安定になるなどのインクの吐出に悪影響を及ぼす。
As shown in FIG. 2, even if ink is allowed to flow into the
このような、積層ピエゾ素子31と隔壁40との間に入りこんだインクの滞留を防止するために、特許文献2に開示されたように、隔壁ではなくピエゾプレート30にインク入口孔を形成することも考えられる。図1に示された特許文献2のインクジェットヘッド1のように、ピエゾプレート30にインク入口孔を形成すれば、インク入口孔から供給されたインクは、ピエゾ素子31と、隔壁40との間を流れるので、ピエゾ素子と、隔壁40との間のインクが滞留することはない。
In order to prevent the stagnation of the ink that has entered between the laminated
しかし、ピエゾプレート30にインク入口孔を形成すると、ピエゾ素子の駆動によって生じた力の一部がインク入口孔を通して逃げてしまい、インクの吐出力が下がってしまう(図6A参照)。
However, when the ink inlet hole is formed in the
本発明の目的は、インク室内でのインクのよどみの解消と、強い吐出力とを両立することができる循環式インクジェットヘッドを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a circulation type ink jet head that can achieve both elimination of ink stagnation in an ink chamber and strong ejection force.
本発明者は、インク入口孔と積層ピエゾ素子との位置関係を工夫することで、インク室内でのインクのよどみの解消と、強い吐出力をと両立できることを見出し、さらに検討を加え、本発明を完成させた。 The present inventor has found out that the stagnation of the ink in the ink chamber and the strong ejection force can be achieved at the same time by devising the positional relationship between the ink inlet hole and the laminated piezo element. Was completed.
すなわち、本発明の第1は、以下に示すインクジェットヘッドに関する。
[1]インク室と、前記インク室に供給するためのインクが流れるインク供給流路と、前記インク室から排出された前記インクが流れるインク排出流路と、前記インク室の側面を構成する隔壁と、前記隔壁に形成され、前記インク供給流路と連通しているインク入口孔と、前記隔壁に形成され、前記インク排出流路と連通しているインク出口孔と、前記インク室の天面を構成するピエゾプレートと、前記インク室内に配置され、伸縮可能な積層ピエゾ素子であって、前記ピエゾプレートに固定された固定端と、伸縮方向の端部である可動端とを有する積層ピエゾ素子と、前記インク室の底面を構成するノズルプレートと、前記ノズルプレートに形成され、前記インク室と連通するノズルと、を有するインクジェットヘッドであって、前記積層ピエゾ素子は、前記隔壁と離間しており、前記インク入口孔は、前記積層ピエゾ素子の前記可動端より前記固定端側に位置する、インクジェットヘッド。
[2]前記インク入口孔と前記インク供給流路とを繋ぐインク入口流路をさらに有し、前記インク入口流路は、屈曲点を有する、[1]に記載のインクジェットヘッド。
[3]前記インク出口孔と前記インク排出流路とを繋ぐインク出口流路をさらに有し、前記インク出口流路は、屈曲点を有する、[1]または[2]に記載のインクジェットヘッド。
That is, the first of the present invention relates to the following inkjet head.
[1] An ink chamber, an ink supply channel through which ink to be supplied to the ink chamber flows, an ink discharge channel through which the ink discharged from the ink chamber flows, and a partition that forms a side surface of the ink chamber An ink inlet hole formed in the partition wall and in communication with the ink supply channel; an ink outlet hole formed in the partition wall and in communication with the ink discharge channel; and a top surface of the ink chamber A laminated piezo element which is disposed in the ink chamber and is extendable and contractible, and has a fixed end fixed to the piezo plate and a movable end which is an end in the extendable direction. An ink jet head comprising: a nozzle plate that forms a bottom surface of the ink chamber; and a nozzle that is formed in the nozzle plate and communicates with the ink chamber. Ezo element is spaced apart from the partition wall, the ink inlet hole is located at the fixed end side of the movable end of the laminated piezoelectric element, an ink jet head.
[2] The inkjet head according to [1], further including an ink inlet channel that connects the ink inlet hole and the ink supply channel, and the ink inlet channel has a bending point.
[3] The ink jet head according to [1] or [2], further including an ink outlet channel connecting the ink outlet hole and the ink discharge channel, wherein the ink outlet channel has a bending point.
本発明の第2は、以下に示すインクジェット装置に関する。
[4][1]〜[3]のいずれか一つに記載のインクジェットヘッドを具備するインクジェット装置。
A second aspect of the present invention relates to the following ink jet apparatus.
[4] An ink jet apparatus comprising the ink jet head according to any one of [1] to [3].
本発明のインクジェットヘッドでは、インク室内でインクが滞留せず、かつインクの吐出力が強い。このため、本発明のインクジェットヘッドは、高粘度のインクを安定して吐出することができる。 In the ink jet head of the present invention, ink does not stay in the ink chamber and the ink ejection force is strong. For this reason, the inkjet head of this invention can discharge a highly viscous ink stably.
1.本発明のインクジェットヘッドについて
本発明のインクジェットヘッドは、積層型のピエゾ素子を用いるベンドモード型のインクジェットヘッドである。また、本発明は、インク室内をインクが流れるインク循環型のインクジェットヘッドである。
1. About the inkjet head of the present invention The inkjet head of the present invention is a bend mode inkjet head using a laminated piezoelectric element. In addition, the present invention is an ink circulation type inkjet head in which ink flows in an ink chamber.
本発明のインクジェットヘッドは、1)インク供給流路と、2)インク排出流路と、3)インク室とを有する。以下それぞれの構成要素について説明する。 The ink jet head of the present invention has 1) an ink supply channel, 2) an ink discharge channel, and 3) an ink chamber. Each component will be described below.
1)インク供給流路
インク供給流路は、インク室に供給するインクが流れる流路である。インク供給流路は、外部からインクが供給される導入口を有する。インク供給流路には、インクの流れに沿って、複数のインク室が接続している。インク供給流路に供給されるインク供給量は、特に限定されず、数ml/minであっても、それ以上であってもよい。
1) Ink supply channel The ink supply channel is a channel through which ink supplied to the ink chamber flows. The ink supply channel has an introduction port through which ink is supplied from the outside. A plurality of ink chambers are connected to the ink supply channel along the ink flow. The ink supply amount supplied to the ink supply channel is not particularly limited, and may be several ml / min or more.
2)インク排出流路
インク排出流路は、インク室から排出されたインクが流れる流路である。インク排出流路は、外部にインクを排出するための排出口を有する。インク排出流路には、インクの流れに沿って、複数のインク室が接続している。
2) Ink discharge channel The ink discharge channel is a channel through which the ink discharged from the ink chamber flows. The ink discharge channel has a discharge port for discharging ink to the outside. A plurality of ink chambers are connected to the ink discharge channel along the ink flow.
3)インク室
インク室は、後述するノズルから吐出させるインクを収容するための空間である。インク室はインク供給流路およびインク排出流路と接続している。したがって、インクは、インク供給流路からインク室内を通って、インク排出流路まで流れる。これによりインク室内には常に新しいインクが供給される。インク室内に常に新しいインクを供給することで、インク室内のインクのよどみやエアーの混入などによるインクの吐出不良を防止することができる。インク室内を流れるインクの流量は10〜100ml/minであることが好ましい。
3) Ink chamber The ink chamber is a space for containing ink to be ejected from nozzles described later. The ink chamber is connected to the ink supply channel and the ink discharge channel. Accordingly, the ink flows from the ink supply channel to the ink discharge channel through the ink chamber. As a result, new ink is always supplied into the ink chamber. By always supplying new ink into the ink chamber, it is possible to prevent ink ejection failure due to ink stagnation or air mixing in the ink chamber. The flow rate of ink flowing in the ink chamber is preferably 10 to 100 ml / min.
1のインク供給流路およびインク排出流路に接続するインク室の最大数は、通常1024個である。インク室に収容されるインクの種類は、特に限定されず、製造物の種類によって適宜選択される。たとえば、製造物が有機ELパネルである場合、インク室に収容されるインクの例には、発光材料などの有機発光物質を含む溶液が含まれる。また、液晶パネルを製造する場合、インクの例には、液晶材料などの高粘度の機能液が含まれる。 The maximum number of ink chambers connected to one ink supply channel and ink discharge channel is normally 1024. The type of ink stored in the ink chamber is not particularly limited, and is appropriately selected depending on the type of product. For example, when the product is an organic EL panel, an example of ink stored in the ink chamber includes a solution containing an organic light emitting substance such as a light emitting material. In the case of manufacturing a liquid crystal panel, examples of ink include a high-viscosity functional liquid such as a liquid crystal material.
次にインク室を構成する部材について説明する。本発明では、インク室は、ノズルプレートと、隔壁と、ピエゾプレートとから構成される。したがって本発明のインクジェットヘッドは、さらに4)ノズルプレート、5)隔壁、および6)ピエゾプレートを有する。 Next, members constituting the ink chamber will be described. In the present invention, the ink chamber includes a nozzle plate, a partition wall, and a piezo plate. Therefore, the ink jet head of the present invention further includes 4) a nozzle plate, 5) a partition, and 6) a piezo plate.
4)ノズルプレート
ノズルプレートは、インク室の底面を構成する板である。ノズルプレートは例えば厚さ10〜100μmのステンレス鋼(例えばSUS304ステンレス鋼)板である。
4) Nozzle plate The nozzle plate is a plate constituting the bottom surface of the ink chamber. The nozzle plate is, for example, a stainless steel (for example, SUS304 stainless steel) plate having a thickness of 10 to 100 μm.
さらに、本発明のインクジェットヘッドは、ノズルプレートに形成されたノズルを有する。ノズルは、インク室からインクを吐出するための吐出孔を有する管である。インクジェットヘッドは、1つのインク室に対して、1つのノズルを有していてもよいし、2以上のノズルを有していてもよい。インク室内のインクは、ノズル内部を通り、吐出孔から外部に吐出される。吐出孔の径は、特に限定されず、例えば10〜100μm程度であればよい。 Furthermore, the ink jet head of the present invention has a nozzle formed on a nozzle plate. The nozzle is a tube having an ejection hole for ejecting ink from the ink chamber. The ink jet head may have one nozzle for one ink chamber, or may have two or more nozzles. The ink in the ink chamber passes through the inside of the nozzle and is discharged to the outside from the discharge hole. The diameter of the discharge hole is not particularly limited, and may be about 10 to 100 μm, for example.
5)隔壁
隔壁は、インク室の側面を構成する板である。隔壁は、例えば、複数のステンレス鋼(例えばSUS304ステンレス鋼)板を熱拡散接合によって貼り合わすことで製造されてもよい。隔壁の断面形状は、矩形状でもよくテーパ状でもよい。隔壁の高さは、積層ピエゾ素子の高さよりも5〜100μm高ければよく、通常105〜1100μmである。隔壁はピエゾプレートおよびノズルプレートに貼り付けられている。隔壁は、ピエゾプレートおよびノズルプレートに接着剤によって貼り付けられたり、溶接によって貼り付けられたりしてもよいが、熱拡散接合(熱圧着)によって貼り付けられてもよい。
5) Partition Wall The partition wall is a plate constituting the side surface of the ink chamber. The partition may be manufactured, for example, by bonding a plurality of stainless steel (for example, SUS304 stainless steel) plates by thermal diffusion bonding. The cross-sectional shape of the partition wall may be rectangular or tapered. The height of the partition wall may be 5 to 100 μm higher than the height of the laminated piezoelectric element, and is usually 105 to 1100 μm. The partition walls are attached to the piezo plate and the nozzle plate. The partition wall may be attached to the piezo plate and the nozzle plate by an adhesive or may be attached by welding, or may be attached by thermal diffusion bonding (thermocompression bonding).
さらに、本発明のインクジェットヘッドは、隔壁に形成されたインク入口孔およびインク出口孔を有する。 Furthermore, the ink jet head of the present invention has an ink inlet hole and an ink outlet hole formed in the partition wall.
インク入口孔は、インク供給流路と連通した孔である。したがって、インクはインク供給流路からインク入口孔を通ってインク室に流入する。インク入口孔とインク供給流路とは、通常インク入口流路によって繋がれる。インク入口流路は直線状であってもよいが、屈曲点を有することが好ましい(実施の形態2、図7参照)。
The ink inlet hole is a hole communicating with the ink supply channel. Therefore, the ink flows from the ink supply channel through the ink inlet hole into the ink chamber. The ink inlet hole and the ink supply channel are usually connected by an ink inlet channel. The ink inlet channel may be linear, but preferably has a bending point (see
インク出口孔は、インク排出流路と連通した孔である。したがって、インクはインク室からインク出口孔を通ってインク排出流路に流入する。インク出口孔とインク排出流路とは、通常インク出口流路によって繋がれる。インク出口流路は直線状であってもよいが、屈曲点を有することが好ましい(実施の形態2、図7参照)。
The ink outlet hole is a hole communicating with the ink discharge channel. Therefore, the ink flows from the ink chamber through the ink outlet hole into the ink discharge channel. The ink outlet hole and the ink discharge channel are usually connected by an ink outlet channel. The ink outlet channel may be linear, but preferably has a bending point (see
6)ピエゾプレート
ピエゾプレートは、インク室の天面を構成する板である。ここで「インク室の天面」とは、ノズルプレートに対向する面を意味する。ピエゾプレートの材料は例えばセラミックスである。ピエゾプレートの材料をセラミックスとすることで、後述するピエゾ素子とピエゾプレートの熱膨張係数を同じにすることができる。
6) Piezo plate The piezo plate is a plate constituting the top surface of the ink chamber. Here, “the top surface of the ink chamber” means a surface facing the nozzle plate. The material of the piezo plate is ceramics, for example. By using ceramics as the material of the piezo plate, the thermal expansion coefficient of the piezo element and the piezo plate described later can be made the same.
さらに本発明のインクジェットヘッドは、ピエゾプレートに固定されたピエゾ素子を有する。 Furthermore, the ink jet head of the present invention has a piezo element fixed to a piezo plate.
ピエゾ素子は、制御信号を実際の動きに変換する作動装置である。ピエゾ素子に駆動電圧を印加することで、ピエゾ素子が伸縮し、インク室内のインクに圧力が加わる。これにより、ノズルの吐出孔からインクが吐出される。 Piezo elements are actuating devices that convert control signals into actual motion. By applying a driving voltage to the piezo element, the piezo element expands and contracts, and pressure is applied to the ink in the ink chamber. Thereby, ink is discharged from the discharge hole of the nozzle.
本発明におけるピエゾ素子は、伸縮可能な積層型のピエゾ素子(以下単に「積層ピエゾ素子」とも称する)であることを特徴とする。積層ピエゾ素子は、入力に対する出力応答が遅いが、大きい出力を有する。そのため積層ピエゾ素子は、強い力を発生させることができる。積層ピエゾ素子の高さ(積層方向の長さ)は、通常100〜1000μmである。 The piezo element in the present invention is a stackable piezo element that can be expanded and contracted (hereinafter also simply referred to as “laminated piezo element”). A laminated piezo element has a slow output response to an input, but has a large output. Therefore, the laminated piezoelectric element can generate a strong force. The height (length in the stacking direction) of the stacked piezoelectric element is usually 100 to 1000 μm.
積層ピエゾ素子は、インク室内に配置され、後述するピエゾプレートに固定される固定端と、積層ピエゾ素子の伸縮方向の端部である可動端とを有する。 The laminated piezo element has a fixed end that is disposed in the ink chamber and is fixed to a piezo plate, which will be described later, and a movable end that is an end in the expansion / contraction direction of the laminated piezo element.
また、本発明では、積層ピエゾ素子と上述した隔壁とが離間していることを特徴とする。このため、積層ピエゾ素子と隔壁との間には、隙間が形成される。積層ピエゾ素子と隔壁との間の隙間の幅は5〜100μmであることが好ましく、5〜20μmであることがさらに好ましい。積層ピエゾ素子と隔壁との間の隙間の幅が5μm以下であると、電圧の印加によって積層ピエゾ素子が膨張したときに、積層ピエゾ素子が隔壁に接触する恐れがある。一方、積層ピエゾ素子と隔壁との間の隙間の幅が20μm以上であると、インクに圧力を加えたときに、インクが積層ピエゾ素子と隔壁との間の隙間に逃げ、インクに充分な圧力を加えられない場合がある。 In the present invention, the laminated piezo element and the above-described partition are separated from each other. For this reason, a gap is formed between the laminated piezoelectric element and the partition. The width of the gap between the laminated piezo element and the partition wall is preferably 5 to 100 μm, and more preferably 5 to 20 μm. If the width of the gap between the laminated piezo element and the partition is 5 μm or less, the laminated piezo element may come into contact with the partition when the laminated piezo element expands due to application of a voltage. On the other hand, when the width of the gap between the laminated piezo element and the partition wall is 20 μm or more, when pressure is applied to the ink, the ink escapes into the gap between the laminated piezo element and the partition wall, and sufficient pressure is applied to the ink. May not be added.
上述のように、積層ピエゾ素子は大きい出力を有するが、発生する振動も大きい。このため、積層ピエゾ素子の振動が隔壁を介して、隣接するインク室に伝わる恐れがある。このように、1のインク室内のピエゾ素子の振動が他のインク室に影響を与えることはクロストークと称される。クロストークが生じると、インク室間で吐出するインク滴の量が不安定になったり、インクの吐出ピッチが不安定になったりする。 As described above, the laminated piezoelectric element has a large output, but the generated vibration is also large. For this reason, the vibration of the laminated piezoelectric element may be transmitted to the adjacent ink chamber via the partition wall. Thus, the fact that the vibration of the piezo element in one ink chamber affects other ink chambers is called crosstalk. When crosstalk occurs, the amount of ink droplets ejected between ink chambers becomes unstable, and the ink ejection pitch becomes unstable.
しかし、本発明では、積層ピエゾ素子と隔壁とが離間しているので、積層ピエゾ素子の振動が隔壁を通して隣接するインク室に伝わることが無い。このため、本発明によればインク室間のクロストークが軽減される。 However, in the present invention, since the laminated piezo element and the partition are separated from each other, the vibration of the laminated piezo element is not transmitted to the adjacent ink chamber through the partition. For this reason, according to the present invention, crosstalk between the ink chambers is reduced.
本発明は、インク入口孔と積層ピエゾ素子との位置関係を工夫することで、インク室内のよどみの解消と、強い吐出力とを両立させたことを特徴とする。より具体的には、本発明は、「インク入口孔を積層ピエゾ素子の可動端よりも固定端側に配置し」、かつ上述のように「インク入口孔を隔壁に形成したこと」でインク室内のよどみの解消と、強い吐出力とを両立させたことを特徴とする。 The present invention is characterized in that both the elimination of stagnation in the ink chamber and the strong ejection force are achieved by devising the positional relationship between the ink inlet hole and the laminated piezo element. More specifically, according to the present invention, the ink inlet hole is disposed on the fixed end side with respect to the movable end of the laminated piezo element, and as described above, the ink inlet hole is formed in the partition wall. It is characterized by resolving stagnation and strong discharge force.
ここで「インク入口孔が積層ピエゾ素子の可動端よりも固定端側に配置されている」とは、駆動されてない状態の積層ピエゾ素子の可動端と固定端との間隔(積層ピエゾ素子の高さ)よりもインク入口孔とピエゾプレートとの間隔の方が、小さいことを意味する。インク入口孔とピエゾプレートとの間隔は、100μm以下であることが好ましく、0であることがより好ましい(図4B参照)。インク入口孔とピエゾプレートとの間隔が100μm以上であると、積層ピエゾ素子と隔壁との間のインクが滞留し、よどむ恐れがある。積層ピエゾ素子の可動端とインク入口孔との、積層ピエゾ素子の伸縮方向に沿った距離(以下単に「積層ピエゾ素子の可動端とインク入口孔との距離」とも称する)は、100μm以上であることが好ましく、300μm以上であることがより好ましい(図4B参照)。積層ピエゾ素子の可動端とインク入口孔との間隔が100μm未満であると、積層ピエゾ素子と隔壁との間のインクが滞留したり、積層ピエゾ素子の駆動によって生じた力が、インク入口孔に逃げやすくなったりする。 Here, “the ink inlet hole is arranged on the fixed end side with respect to the movable end of the laminated piezo element” means that the distance between the movable end and the fixed end of the laminated piezo element that is not driven (the laminated piezo element's It means that the distance between the ink inlet hole and the piezo plate is smaller than the height). The distance between the ink inlet hole and the piezoelectric plate is preferably 100 μm or less, and more preferably 0 (see FIG. 4B). If the distance between the ink inlet hole and the piezo plate is 100 μm or more, the ink between the laminated piezo element and the partition may stay and stagnate. The distance between the movable end of the laminated piezo element and the ink inlet hole along the expansion / contraction direction of the laminated piezo element (hereinafter also simply referred to as “distance between the movable end of the laminated piezo element and the ink inlet hole”) is 100 μm or more. The thickness is preferably 300 μm or more (see FIG. 4B). When the distance between the movable end of the laminated piezo element and the ink inlet hole is less than 100 μm, ink stays between the laminated piezo element and the partition wall, or the force generated by driving the laminated piezo element is applied to the ink inlet hole. It becomes easy to escape.
このように、インク入口孔を積層ピエゾ素子の可動端よりも固定端側に配置することで、積層ピエゾ素子と隔壁との間に入り込んだインクが滞留することを防止することができる(図5A参照)。 In this way, by arranging the ink inlet hole on the fixed end side with respect to the movable end of the laminated piezo element, it is possible to prevent the ink that has entered between the laminated piezo element and the partition from staying (FIG. 5A). reference).
さらに本発明では、積層ピエゾ素子の可動端よりも固定端側に配置されたインク入口孔は、上述のように隔壁(インク室の側面)に形成されている。このように、インク入口孔を積層ピエゾ素子の可動端よりも固定端側であって、かつ隔壁に形成することで、積層ピエゾ素子の駆動によって生じた力がインク入口孔に逃げることを防止することもできる(図5B参照)。積層ピエゾ素子の駆動によって生じた力がインク入口孔に逃げることを防止することによって、積層ピエゾ素子の駆動によって生じた力を効率的にインクの吐出力に変換することができ、強いインクの吐出力が得られる。 Furthermore, in the present invention, the ink inlet hole disposed on the fixed end side with respect to the movable end of the laminated piezoelectric element is formed in the partition wall (side surface of the ink chamber) as described above. As described above, the ink inlet hole is formed at the fixed end side with respect to the movable end of the laminated piezo element and on the partition wall, thereby preventing the force generated by driving the laminated piezo element from escaping to the ink inlet hole. (See FIG. 5B). By preventing the force generated by driving the laminated piezo element from escaping to the ink inlet hole, the force generated by driving the laminated piezo element can be efficiently converted into the ink ejection force, and strong ink ejection Power is obtained.
以上のように本発明によれば、インク室内のよどみの解消と、強い吐出力とを両立させることができる。このため、本発明のインクジェットヘッドは、高粘度のインクを安定して吐出することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to achieve both elimination of stagnation in the ink chamber and strong ejection force. For this reason, the inkjet head of this invention can discharge a highly viscous ink stably.
本発明の効果については、実施の形態1で詳細に説明する。 The effect of the present invention will be described in detail in the first embodiment.
2.本発明のインクジェットヘッドの製造方法について
上述した本発明のインクジェットヘッドは、本発明の効果を損なわない限り任意の方法で製造される。本発明のインクジェットヘッドの製造方法の好ましい例は、1)ピエゾプレートを準備する第1ステップと、2)ピエゾプレート上にフレームを積層する第2ステップと、3)フレーム上に、隔壁が接続されたノズルプレートを積層する第3ステップと、を有する。
2. About the manufacturing method of the inkjet head of this invention The inkjet head of this invention mentioned above is manufactured by arbitrary methods, unless the effect of this invention is impaired. Preferred examples of the method of manufacturing an inkjet head according to the present invention include 1) a first step of preparing a piezo plate, 2) a second step of laminating a frame on the piezo plate, and 3) a partition wall connected to the frame. And a third step of laminating the nozzle plates.
1)第1ステップでは、複数の積層ピエゾ素子が固定されたピエゾプレートを準備する。複数の積層ピエゾ素子は、i)まず、ピエゾプレート上にチタン酸ジルコニウム酸鉛(PZT)のシートと導電膜とを複数積層して、駆動体を作製し、ii)そして駆動体を分割することで作製されればよい。駆動体を分割するには、回転ブレードが組み込まれたダイシング装置を用いればよい。 1) In the first step, a piezo plate to which a plurality of laminated piezo elements are fixed is prepared. A plurality of laminated piezo elements: i) First, a plurality of sheets of lead zirconate titanate (PZT) and a conductive film are laminated on a piezo plate to produce a driver, and ii) and the driver is divided. It may be produced by. In order to divide the drive body, a dicing apparatus incorporating a rotating blade may be used.
2)第2ステップでは、ピエゾプレート上にフレームを積層する。ここで「フレーム」とは、インクジェットヘッドの側面を構成する部材である(図3、図4A〜C、符番160参照)。フレームは、ピエゾプレートに接着剤によって貼り付けられたり、溶接によって貼り付けられたりしてもよいが、熱拡散接合(熱圧着)によって貼り付けられてもよい。 2) In the second step, a frame is stacked on the piezo plate. Here, the “frame” is a member constituting the side surface of the inkjet head (see FIGS. 3, 4A to C, reference numeral 160). The frame may be affixed to the piezo plate with an adhesive or may be affixed by welding, but may be affixed by thermal diffusion bonding (thermocompression bonding).
3)第3ステップでは、フレーム上に、複数の隔壁が接続されたノズルプレートを積層する。これにより、底面、側面および天面を有するインク室が構成される。 3) In the third step, a nozzle plate to which a plurality of partition walls are connected is laminated on the frame. Thus, an ink chamber having a bottom surface, a side surface, and a top surface is configured.
隔壁は、積層ピエゾ素子と積層ピエゾ素子との間に挿入されるように配列されている。隔壁は、ノズルプレートに接着剤によって貼り付けられたり、溶接によって貼り付けられたりしてもよいが、熱拡散接合(熱圧着)によって貼り付けられてもよい。また、ノズルプレートは、フレームに接着剤によって貼り付けられたり、溶接によって貼り付けられたりしてもよいが、熱拡散接合(熱圧着)によって貼り付けられてもよい。 The partition walls are arranged so as to be inserted between the laminated piezo elements. The partition wall may be affixed to the nozzle plate with an adhesive or may be affixed by welding, or may be affixed by thermal diffusion bonding (thermocompression bonding). The nozzle plate may be attached to the frame with an adhesive or may be attached by welding, but may be attached by thermal diffusion bonding (thermocompression bonding).
3.本発明のインクジェット装置について
本発明のインクジェット装置は、前述のインクジェットヘッドを具備することを特徴とするが、それ以外は公知のインクジェット装置の部材を適宜有する。例えば、本発明のインクジェット装置は、インクジェットヘッドを固定する部材や、インクを塗布する対象物を載置して移動するための移動ステージなどを有する。
3. About the inkjet device of the present invention The inkjet device of the present invention is characterized by comprising the above-described inkjet head, but otherwise has members of known inkjet devices as appropriate. For example, the ink jet apparatus of the present invention includes a member for fixing an ink jet head, a moving stage for placing and moving an object to which ink is applied, and the like.
インクジェット装置は、インク循環装置を具備する。インク循環装置は、インクに駆動圧力を供給することでインクを循環させる。インクに駆動圧力を供給するには、ポンプを用いてもよいが、圧縮空気を利用して圧力を供給するレギュレータを用いることが好ましい。レギュレータを用いることで駆動圧力が一定になり、インクの循環速度が安定するからである。 The ink jet apparatus includes an ink circulation device. The ink circulation device circulates ink by supplying a driving pressure to the ink. A pump may be used to supply the driving pressure to the ink, but it is preferable to use a regulator that supplies pressure using compressed air. This is because the use of the regulator makes the driving pressure constant and stabilizes the ink circulation speed.
インクジェット装置は、インクジェットヘッドのインクを、装置作動中に絶えず循環させてもよいし、断続的に循環させてもよい。 The ink jet apparatus may continuously circulate ink of the ink jet head during the operation of the apparatus or may circulate it intermittently.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明はこれらの実施の形態により限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments.
(実施の形態1)
図3は、本発明の実施の形態1のインクジェットヘッド100の斜視図である。図3に示されるように、インクジェットヘッド100は、インク供給流路101と、インク排出流路102と、インク室110とを有する。
(Embodiment 1)
FIG. 3 is a perspective view of the
インク供給流路101は、インク導入口103を有する。また、インク排出流路102は、インク排出口104を有する。
The
図4Aは、図3に示されたインクジェットヘッド100のA線による断面図である。図4Bは、図3に示されたインクジェットヘッド100のB線による断面図である。図4Cは、図3に示されたインクジェットヘッド100のC線による断面図である。
4A is a cross-sectional view taken along line A of the
図4A〜図4Cに示されるように、インクジェットヘッド100は、吐出孔112を有するノズル111、積層ピエゾ素子113、インク入口孔121、インク入口流路123、インク出口孔125、およびインク出口流路127を有する。
As shown in FIGS. 4A to 4C, the
またインクジェットヘッド100は、ノズル111が形成され、インク室110の底面を構成するノズルプレート130、積層ピエゾ素子113が固定され、インク室110の天面を構成するピエゾプレート140、インク入口孔121およびインク出口孔125が形成され、インク室110の側面を構成する隔壁150を有する。また、インクジェットの側面は、フレーム160によって構成される。
In addition, the
インク室110は、インク入口孔121およびインク入口流路123を介して、インク供給流路101と接続している。また、インク室110は、インク出口孔125およびインク出口流路127を介してインク排出流路102と接続している。
The
本実施の形態ではインク入口流路123およびインク出口流路127は、屈曲点を有さず直線状である。
In the present embodiment, the
図4Aに示されるように、積層ピエゾ素子113は、隔壁150に接触していない。積層ピエゾ素子113と隔壁150との間の隙間は、5〜100μmである。積層ピエゾ素子113は、ピエゾプレート140に固定された固定端113aと、ピエゾの伸縮方向の端部である可動端113bとを有する。
As shown in FIG. 4A, the laminated
図4Bに示されるように、インク入口孔121およびインク出口孔125は、隔壁150に形成されている。また、インク入口孔121が形成されている隔壁150と、インク出口孔125が形成されている隔壁150とは対向している。
As shown in FIG. 4B, the
インク入口孔121は、積層ピエゾ素子113の可動端113bよりも固定端113a側に配置されている。本実施の形態では、インク入口孔121とピエゾプレート140との間隔は、0である。また、図4Bに示される積層ピエゾ素子113の可動端113bと、インク入口孔121との、積層ピエゾ素子113の伸縮方向に沿った距離Dは、100μm以上であることが好ましく、300μm以上であることがより好ましい。一方、インク出口孔125は、積層ピエゾ素子113の可動端113bよりもノズルプレート130側に配置されている。
The
次に、図5A〜図5Dを用いて実施の形態1のインクジェットヘッド100の動作について説明する。図5Aおよび図5Cは、図4Aに示されたインク室110の拡大断面図であり、図5Bおよび図5Dは、図4Bに示されたインク室110の説明図である。
Next, the operation of the
まず、インクタンク105からインク供給流路101にインクを供給する。インクタンク105は圧力調節機構を有することが好ましい。インクタンクが圧力調節機構を有することで、インクタンク内のインクが消費され、インクタンク内のインク液面が下がっても、インクタンクからインク供給流路101にインクを一定の圧力で供給することができる。圧力調節機構は、インクタンクの高さを調節し、インク液面の高さを一定にすることで、供給されるインクの圧力を一定にしてもよい。
First, ink is supplied from the
インク供給流路101に供給されたインクは、インク入口流路123およびインク入口孔121を通って各インク室110に供給される(図5Aおよび図5B参照)。インク室110に供給されたインクは、さらにインク出口孔125およびインク出口流路127を通ってインク排出流路102に排出される。このため、インク室110内をインクが流れる。これにより、インク室110内には常に新しいインクが供給される。
The ink supplied to the
また、上述のように、インク入口孔121は、積層ピエゾ素子113の可動端113bよりも固定端113a側に配置されている。このため、積層ピエゾ素子113と隔壁150との間の空間にもインクが供給され、積層ピエゾ素子113と隔壁150との間の空間でもインクの流れが生じる。これにより、積層ピエゾ素子113と隔壁150との間のインクがよどむことを防止することができる。
Further, as described above, the
一方、図2に示されるように、インク入口孔33が、積層ピエゾ素子31の可動端よりもノズルプレート20側に配置されていると、積層ピエゾ素子31と隔壁40との間の空間でインクが滞留し、積層ピエゾ素子31と隔壁40との間のインクがよどむおそれがある。
On the other hand, as shown in FIG. 2, if the
次に、積層ピエゾ素子113に駆動電圧を加える。これにより、積層ピエゾ素子113の高さが増加し、インク室110の容量が縮小する(図5Cおよび図5D)。
Next, a driving voltage is applied to the laminated
上述のように、本実施の形態では、積層ピエゾ素子113と隔壁150とが離間している。このため、図5Cおよび図5Dに示すように積層ピエゾ素子113の高さが増加した場合であっても、積層ピエゾ素子113の振動が隔壁150に伝達しない。これにより、インク室110間のクロストークを減少させることができる。
As described above, in the present embodiment, the laminated
また、積層ピエゾ素子113の高さが増加することで、インクの吐出方向Xと同じ方向の力F1が発生する。これにより、インク室110内のインクは、積層ピエゾ素子113が駆動することによって生じた力によって吐出される。
Further, as the height of the laminated
また、積層ピエゾ素子113が駆動することによって生じた力の一部は、ノズルプレート130に跳ね返されたり、隔壁150に跳ね返されたりすることで、吐出方向Xに垂直方向な力F2および吐出方向Xに逆方向な力F3に変換される。
Further, a part of the force generated by driving the laminated
本発明では、インク入口孔121は、隔壁150に形成され、かつ積層ピエゾ素子113の可動端113bよりも、固定端113a側に配置されているので、吐出方向Xに逆方向な力F3の方向の延長上にインク入口孔121が存在しない。したがって、力F3は、インク入口孔121に逃げ難い。このため、積層ピエゾ素子113の駆動によって生じる力が、効率よく吐出力に変換される。
In the present invention, since the
一方、図6Aに示されるようにインク入口孔121をインク室110の側面ではなく、インク室の天面(ピエゾプレート140)に設けた場合、吐出方向Xに逆方向な力F3は、インク入口孔121に逃げやすい。このため、積層ピエゾ素子113の駆動によって生じた力は、効率よくインクの吐出力に変換されず、インクの吐出力が減少する。
On the other hand, when the
さらに、インク入口孔121を隔壁150に形成した場合であっても、図6Bに示されたように、インク入口孔121を積層ピエゾ素子113の可動端113bよりもノズルプレート130側に配置すると、吐出方向Xに垂直方向な力F2が、インク入口孔121に逃げやすい。このため、積層ピエゾ素子113の駆動によって生じる力は、効率よくインクの吐出力に変換されず、インクの吐出力が減少する。
Further, even when the
また、吐出方向Xに垂直方向な力F2が、インク出口孔125に逃げることを防止するため、インク出口孔125を積層ピエゾ素子113の可動端113bよりも、ピエゾプレート140側に配置することも考えられる。しかし、インク出口孔125を、積層ピエゾ素子113の可動端113bよりもピエゾプレート140側に配置した場合、インク室110内にインクを循環させたときに、ノズル111から意図せずインクが漏れ出してしまう恐れがあるので好ましくない。
Further, in order to prevent the force F2 perpendicular to the ejection direction X from escaping to the
その後、積層ピエゾ素子113に駆動電圧と逆の電圧を加えると、積層ピエゾ素子の高さが減少し、インク室110の容量が拡大する。これにより、インク供給流路101からインク室110にインクが再び流入する。
Thereafter, when a voltage opposite to the drive voltage is applied to the laminated
このように本実施の形態のインクジェットヘッドによれば、インク室内のよどみの解消と、強い吐出力とを両立させることができる。 As described above, according to the ink jet head of the present embodiment, it is possible to achieve both elimination of stagnation in the ink chamber and strong ejection force.
(実施の形態2)
実施の形態1では、インク入口流路およびインク出口流路が直線状である形態について説明した。実施の形態2では、インク入口流路およびインク出口流路が屈曲点を有する形態について説明する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the ink inlet channel and the ink outlet channel have been described as being linear. In the second embodiment, an embodiment in which the ink inlet channel and the ink outlet channel have bending points will be described.
図7は、実施の形態2のインクジェットヘッド200の断面図である。インクジェットヘッド200は、インク入口流路およびインク出口流路が屈曲点を有する以外は、図4Bに示された実施の形態1のインクジェットヘッド100と同じである。実施の形態1のインクジェットヘッド100と同一の構成要素については、同一の符号を付し説明を省略する。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the
図7に示されるように、本実施の形態のインクジェットヘッド200では、インク入口流路223およびインク出口流路227が屈曲点Cを有する。これにより、インク入口流路223およびインク出口流路227の圧力損失が高まる。このため、積層ピエゾ素子113の駆動によって生じた力のうち吐出方向Xに垂直方向な力F2は、インク入口孔121にもインク出口孔125にもより逃げにくくなる。
As shown in FIG. 7, in the
このため、本実施の形態によれば、さらにインクの吐出力を向上させることができる。 For this reason, according to the present embodiment, the ink ejection force can be further improved.
(実施の形態3)
実施の形態1では、インク室の側面(隔壁)が天面(ピエゾプレート)および底面(ノズルプレート)に対して垂直である形態について説明した。実施の形態3では、インク室の側面にテーパ部が設けられている形態について説明する。
(Embodiment 3)
In the first embodiment, the mode in which the side surface (partition wall) of the ink chamber is perpendicular to the top surface (piezo plate) and the bottom surface (nozzle plate) has been described. In Embodiment 3, a mode in which a tapered portion is provided on the side surface of the ink chamber will be described.
図8は、実施の形態3のインクジェットヘッド300の断面図である。インクジェットヘッド300は、インク室の側面にテーパ部が設けられている以外は、図4Bに示された実施の形態1のインクジェットヘッド100と同じである。実施の形態1のインクジェットヘッド100と同一の構成要素については、同一の符号を付し説明を省略する。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the
図8に示されるように、本実施の形態のインクジェットヘッド300では、インク室110の側面にテーパ部310が設けられている。より具体的には、インク入口孔121が設けられた隔壁150に対向する隔壁150にテーパ部310が設けられている。このようにすることで、ピエゾ素子113と隔壁150との隙間にインクおよび気泡が滞留しにくくなる。したがって、本実施の形態によれば、さらにインクの吐出力を向上させることができる。
As shown in FIG. 8, in the
(実施の形態4)
実施の形態4では、インク室の側面に凸部が設けられている形態について説明する。
(Embodiment 4)
In the fourth embodiment, a mode in which a convex portion is provided on the side surface of the ink chamber will be described.
図9Aは、実施の形態4のインクジェットヘッド400の断面図である。図9Bは、実施の形態4のインクジェットヘッド400の部分拡大平面図である。図9Bでは、ピエゾプレート140を除去した状態を図示している。インクジェットヘッド400は、インク室の側面に凸部が設けられている以外は、図4Bおよび図4Cに示された実施の形態1のインクジェットヘッド100と同じである。実施の形態1のインクジェットヘッド100と同一の構成要素については、同一の符号を付し説明を省略する。
FIG. 9A is a cross-sectional view of the
図9Aおよび図9Bに示されるように、本実施の形態のインクジェットヘッド400では、インク室110の側面に凸部410が設けられている。凸部410は、ピエゾ素子113の周囲を取り囲むように隔壁150上に設けられている。インク入口孔121から供給されたインクは、ピエゾ素子113と凸部410との隙間からインク室110の下部に流入する。このようにすることで、インク室110内の特定の領域にインクおよび気泡が滞留しにくくなる。したがって、本実施の形態によれば、さらにインクの吐出力を向上させることができる。
As shown in FIGS. 9A and 9B, in the
(実施の形態5)
実施の形態1では、インク入口孔の幅がインク室の幅よりも狭い形態について説明した。実施の形態5では、インク入口孔の幅がインク室の幅と同じである形態について説明する。
(Embodiment 5)
In the first embodiment, the configuration in which the width of the ink inlet hole is narrower than the width of the ink chamber has been described. In the fifth embodiment, a mode in which the width of the ink inlet hole is the same as the width of the ink chamber will be described.
図10Aは、実施の形態5のインクジェットヘッド500の断面図である。図10Bは、実施の形態5のインクジェットヘッド500の部分拡大平面図である。図10Bでは、ピエゾプレート140を除去した状態を図示している。インクジェットヘッド500は、インク入口流路523の幅が徐々に大きくなっていること以外は、図4Bおよび図4Cに示された実施の形態1のインクジェットヘッド100と同じである。実施の形態1のインクジェットヘッド100と同一の構成要素については、同一の符号を付し説明を省略する。
FIG. 10A is a cross-sectional view of the
図10Aおよび図10Bに示されるように、本実施の形態のインクジェットヘッド500では、インク入口流路523の幅が徐々に大きくなっており、インク入口孔521の幅がインク室110と同じ幅となっている。このようにすることで、インク入口孔521の周囲においてインクおよび気泡が滞留しにくくなる。したがって、本実施の形態によれば、さらにインクの吐出力を向上させることができる。
As shown in FIGS. 10A and 10B, in the
なお、インク入口流路523の入口部分(インク供給流路101との接続部分)の幅は、インク入口孔521に比べて狭い。これは、吐出圧力をロスしないようにするためである。
Note that the width of the inlet portion of the ink inlet channel 523 (the connection portion with the ink supply channel 101) is narrower than that of the
(実施の形態6)
実施の形態1では、1つのインク入口流路が1つのインク室に接続する形態について説明した。実施の形態6では、2つ以上のインク入口流路が1つのインク室に接続する形態について説明する。
(Embodiment 6)
In the first embodiment, the mode in which one ink inlet channel is connected to one ink chamber has been described. In the sixth embodiment, a mode in which two or more ink inlet channels are connected to one ink chamber will be described.
図11は、実施の形態6のインクジェットヘッド600の部分拡大平面図である。図11では、ピエゾプレート140を除去した状態を図示している。インクジェットヘッド600は、複数のインク入口孔621および複数のインク入口流路623を有すること以外は、図4Cに示された実施の形態1のインクジェットヘッド100と同じである。実施の形態1のインクジェットヘッド100と同一の構成要素については、同一の符号を付し説明を省略する。
FIG. 11 is a partially enlarged plan view of the
図11に示されるように、本実施の形態のインクジェットヘッド600では、3つのインク入口流路623が1つのインク室110に接続している。両端のインク入口流路623は、インク室110の隅の部分に接続している。このようにすることで、インク室110の隅の部分においてインクおよび気泡が滞留しにくくなる。したがって、本実施の形態によれば、さらにインクの吐出力を向上させることができる。
As shown in FIG. 11, in the
インク室110の隅の部分におけるインクおよび気泡の滞留を防止するためには、インク入口流路623の数を増やす代わりに、1つのインク入口流路623の幅をインク室110の幅と同じにすることも考えられる。しかしながら、吐出圧力をロスしないようにする観点からは、インク入口流路623の幅をインク室110の幅と同じにすることは好ましくない。
In order to prevent ink and bubbles from staying in the corners of the
本発明のインクジェットヘッドでは、インク室内でインクがよどまず、かつインクの吐出力が強い。このため、本発明のインクジェットヘッドは、粘度の高いインクを被塗布物に安定して塗布することができる。そのため、本発明のインクジェットヘッドは、例えば有機ELディスプレイパネルの製造における有機発光材料を塗布形成するためのインクジェットヘッドとして好ましく用いられる。 In the ink jet head of the present invention, ink is stagnant in the ink chamber and the ink ejection force is strong. For this reason, the inkjet head of this invention can apply | coat a highly viscous ink stably to a to-be-coated article. Therefore, the ink jet head of the present invention is preferably used as an ink jet head for coating and forming an organic light emitting material in the manufacture of an organic EL display panel, for example.
100、200、300、400、500、600 インクジェットヘッド
101 インク供給流路
102 インク排出流路
103 インク導入口
104 インク排出口
105 インクタンク
110 インク室
111 ノズル
112 吐出孔
113 積層ピエゾ素子
121、521、621 インク入口孔
123、223、523、623 インク入口流路
125 インク出口孔
127、227 インク出口流路
130 ノズルプレート
140 ピエゾプレート
150 隔壁
160 フレーム
310 テーパ部
410 凸部
100, 200, 300, 400, 500, 600
Claims (4)
前記インク室に供給するためのインクが流れるインク供給流路と、
前記インク室から排出された前記インクが流れるインク排出流路と、
前記インク室の側面を構成する隔壁と、
前記隔壁に形成され、前記インク供給流路と連通しているインク入口孔と、
前記隔壁に形成され、前記インク排出流路と連通しているインク出口孔と、
前記インク室の天面を構成するピエゾプレートと、
前記インク室内に配置され、伸縮可能な積層ピエゾ素子であって、前記ピエゾプレートに固定された固定端と、伸縮方向の端部である可動端とを有する積層ピエゾ素子と、
前記インク室の底面を構成するノズルプレートと、
前記ノズルプレートに形成され、前記インク室と連通するノズルと、を有するインクジェットヘッドであって、
前記積層ピエゾ素子は、前記隔壁と離間しており、
前記インク入口孔は、前記積層ピエゾ素子の前記可動端より前記固定端側に位置する、インクジェットヘッド。 An ink chamber;
An ink supply channel through which ink for supplying to the ink chamber flows;
An ink discharge channel through which the ink discharged from the ink chamber flows;
A partition wall constituting the side surface of the ink chamber;
An ink inlet hole formed in the partition wall and in communication with the ink supply channel;
An ink outlet hole formed in the partition wall and in communication with the ink discharge channel;
A piezo plate constituting the top of the ink chamber;
A laminated piezo element which is disposed in the ink chamber and is extendable and contractible, the laminated piezo element having a fixed end fixed to the piezo plate, and a movable end which is an end portion in an extendable direction;
A nozzle plate constituting the bottom surface of the ink chamber;
An inkjet head having a nozzle formed on the nozzle plate and communicating with the ink chamber;
The laminated piezoelectric element is spaced apart from the partition;
The ink jet head, wherein the ink inlet hole is positioned on the fixed end side with respect to the movable end of the laminated piezoelectric element.
前記インク入口流路は、屈曲点を有する、請求項1に記載のインクジェットヘッド。 An ink inlet channel connecting the ink inlet hole and the ink supply channel;
The inkjet head according to claim 1, wherein the ink inlet channel has a bending point.
前記インク出口流路は、屈曲点を有する、請求項1に記載のインクジェットヘッド。 An ink outlet channel connecting the ink outlet hole and the ink discharge channel;
The inkjet head according to claim 1, wherein the ink outlet channel has a bending point.
An ink jet apparatus comprising the ink jet head according to claim 1.
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